结晶学与矿物学其他含氧盐矿物.ppt

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1、其他盐类矿物,硝酸盐矿物钠硝石碳酸盐矿物方解石-文石族矿物白云石孔雀石、蓝铜矿硫酸盐矿物重晶石石膏硬石膏钨酸盐矿物白钨矿,结晶学与矿物学,磷酸盐矿物磷灰石绿松石铬酸盐矿物铬铅矿钼酸盐矿物钼铅矿硼酸盐矿物硼砂,碳酸盐矿物,概述碳酸盐是金属阳离子与碳酸根CO32-相化合而成的盐类。已知碳酸矿物的种数100余种。它们构成地壳总重量的1.7%左右。最主要的阳离子是Ca2+和Mg2+，其次是Fe2+、Mn2+以及Zn2+、Pb2+、TR3+等。阴离子部分除CO32-外，有时还有附加阴离子(OH)-、F-、Cl-等等，但其中以(OH)-为主要。此外，一些碳酸盐矿物中还存在结晶水。晶体结构中存在的CO32-

2、络阴离子，它较一般的阴离子为大，它与Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、Ba2+、Sr2+、Pb2+、Zn2+等结合成稳定的无水化合物；对于Cu2+等,可形成以(OH)-附加阴离子为主的碳酸盐，如孔雀石Cu2CO3(OH)2；对于三价金属阳离子，主要是TR3+，往往形成含附加阴离子F-的无水碳酸盐，如氟碳铈矿(Ce,La)CO3F。,结晶学与矿物学,碳酸盐矿物,概述碳酸盐矿物中常出现复盐，如白云石CaMgCO32，其阳离子有固定的比例，在结构中呈有序分布，与无序的含镁方解石比较，对称性相应降低。碳酸盐矿物中，多数结晶成单斜晶系或正交晶系；其次为三方晶系和六方晶系；属于等轴晶系、四方晶系和三

3、斜晶系者则极少。,结晶学与矿物学,碳酸盐矿物,方解石化学组成:Calcite CaCO3。常含锰和铁等。结构特点:三方晶系；对称型3m。空间群R3c；晶体结构典型。晶体形态:常见的单形有：1010六方柱，0001底面，0112和0221等菱面体，以及2131复三方偏三角面体等。依（0112）为双晶面的聚片双晶或接触双晶极为常见，依（0001）为双晶面的接触双晶也较普遍。物理性质:纯净的方解石无色透明，称冰洲石(iceland spar).无色或白色，含杂质可被染成黄色或褐色；玻璃光泽。硬度3,解理平行10-11完全。鉴定特征:菱面体完全解理，硬度3，与冷稀HCl相遇剧烈起泡。,结晶学与矿物学,

4、碳酸盐矿物,方解石,结晶学与矿物学,碳酸盐矿物,文石(霰石)化学组成:Aragonite CaCO3 结构特点:正交晶系；点群mmm。空间群Pmcn，晶体结构中,Ca2+近似成六方紧密堆积(在方解石中Ca2+近似成立方紧密堆积)；每个Ca2+与其相接触的氧离子不是六个(在方解石中Ca2+与其相邻的氧离子是六个)，而是九个，所以Ca2+配位数为9。晶体形态:单晶体常呈柱状或尖锥状；以(110)为双晶面的接触又晶常见。物理性质:无色或白色；玻璃光泽，断口油脂光泽。硬度3.54；解理平行010不完全；比重2.94。遇冷稀HCl即剧烈发生气泡。鉴定特征:,结晶学与矿物学,碳酸盐矿物,文石,结晶学与矿物

5、学,碳酸盐矿物,白云石化学组成:Dolomite CaMgCO32。常含铁和锰，偶含钴、锌等。结构特点:三方晶系、对称型3。空间群R3；a0=4.84,c0=15.95;Z=2，白云石结构中的Ca和Mg在位置上的分布和含镁方解石结构中Ca和Mg在位置上的分布是不同的。前者的Ca和Mg沿c 轴方向交替分布，而含镁方解石中的Ca和Mg在位置上是可以任意置换的。因此从结构看，含镁方解石是无序的，而白云石是有序的。晶体形态:单晶体常呈1011菱面体。晶面常弯曲或马鞍形。有时呈柱状或反状。双晶常见者有以(0001)、(10-10)、(11-20)为双晶面的聚片双晶。物理性质:无色或白色；玻璃光泽，硬度3

6、.54；性脆；解理平行1011完全；解理面常弯曲。比重2.86。鉴定特征:白云石可以借其马鞍形的晶体外形，遇冷稀HCl反应微弱而与方解石及菱镁矿区别。,结晶学与矿物学,碳酸盐矿物,孔雀石化学组成:Malachite Cu2CO3(OH)2。含微量机械混入物。结构特点:单斜晶系；点群2/m。空间群P21/a；a0=9.48,b0=12.03,c0=3.21,=9842；Z=4。晶体结构中Cu2+为六个O2-和(OH)-所包围，形成八面体配位。八面体共用棱相连接，组成一条平行于c轴的双链结构。C4+在三个O2-之间组成CO32-并连接各链。晶体形态:单晶体呈柱状或针状，但极少见。双晶以(100)为

7、双晶面成接触双晶。物理性质:深绿至鲜绿色；条痕淡绿色；玻璃光泽，纤维状集合体呈丝绢光泽，土状者光泽暗淡。硬度3.54；解理平行201完全，平行010中等。比重3.94.0。鉴定特征:以其绿色、条痕淡绿色和肾状、葡萄状等为鉴定特征。,结晶学与矿物学,碳酸盐矿物,蓝铜矿化学组成:azurite Cu2CO32(OH)2。结构特点:晶体形态:晶体为柱状或厚板状，通常多呈粒状、钟乳状、皮壳状或土状集合体。物理性质:深蓝色，条痕为天蓝色玻璃光泽，土状块体为浅蓝色。贝壳状断口。硬度3.5-4，比重3.7-3.9。常与孔雀石共生。鉴定特征:,结晶学与矿物学,碳酸盐矿物,蓝铜矿,结晶学与矿物学,孔雀石,菱锌矿

8、,化学组成为ZnC O3、属三方晶系的碳酸盐。以英国化学家和矿物学家J.L.史密森(James Lewis Smithson)的姓命名。纯菱锌矿为白色,若含铁、锰、铜混入物，则被染成黄褐、黑或绿色。玻璃光泽。具完全的菱面体解理。摩斯硬度4.255,比重4.04.5。,12,完整晶形少见，多呈肾状、葡萄状、钟乳状、皮壳状、土状等形态。是铅锌矿床氧化带中的次生矿物，大量聚集可作为提取锌的矿物原料。色泽丽润的可作为工艺装饰品原料。菱锌矿还是传统的中药材，称为炉甘石，具有收敛、防腐的功效。,13,硫酸盐矿物,概述它以最高的价态S6+与四个O2-结合成硫酸根SO42-，再与金属阳离子形成硫酸盐。目前已知

9、的硫酸盐矿物种数有185种。虽然它们只占地壳总重量的0.1%，化学成分 在硫酸盐矿物中，与硫酸根化合的金属阳离子有20余种。其中最主要的是Ca2+、Mg2+、K+、Na+、Ba2+、Sr2+、Pb2+Fe3+、Al3+和Cu2+。阴离子部分除SO42-外，有时还有附加阴离子(OH)-、F-、Cl-、O2-以及(CO3)2-等，其中以(OH)-为最主要。此外，许多硫酸盐矿物中存在结晶水。晶体化学特征 SO42-络阴离子较一般的阴离子为大，它与大离半径的二价阳离子Ba2+、Sr2+、Pb2+结合成稳定的无水化合物，如重晶石BaSO4；而离子半径较小的二价阳离子，如Mg2+、Cu2+等，则往往以组成

10、水合离子的方式形成含水硫酸盐，如泻利盐MgSO47H2O。,结晶学与矿物学,硫酸盐矿物,重晶石化学组成:Barite BaSO4。常含Sr和Ca。结构特点:正交晶系，点群mmm,空间群Pnma。晶体结构中Ba2+处于七个SO42-之间而为它们当中的十二个O2-所包围，故其配位数为12。而O2-则与一个S6+和三个Ba2+接触。故其配位数为4。晶体形态:常以良好的单晶体出现。一般为平行于001的板状或厚板状。物理性质:常为无色或白色，有时呈黄、褐、淡红等色，玻璃光泽，解理面显珍珠光泽。硬度33.5；性脆；解理平行001和210完全，平行010中等。比重4.5左右。鉴定特征:以其比重较大、解理和晶

11、形为特征。,结晶学与矿物学,硫酸盐矿物,石膏化学组成:Gypsum CaSO42H2O结构特点:单斜晶系；对称型2/m。空间群C2/c；a0=5.67,b0=15.15,c0=6.28,=11350；Z=4。晶体结构中Ca2+联结SO42-四面体构成双层的结构层，而H2O分子则分布于双层结构层之间。Ca2+的配位数为8，除与属于相邻的四个SO42-相联结外，还与2个H2O分子中的O2-联结。晶体形态:单晶体常呈具010板状，双晶以(100)为双晶面的燕尾双晶，和以(101)为双晶的箭头双晶(或称巴黎双晶)。物理性质:通常呈白色，无色透明晶体称透石膏；玻璃光泽，解理面显珍珠光泽，纤维状集合体呈丝

12、绢光泽。硬度2；解理平行010极完全，平行100和011中等，比重2.302.37。鉴定特征:以其硬度低和具有010极完全解理为鉴定特征。,结晶学与矿物学,硫酸盐矿物,石膏,结晶学与矿物学,硫酸盐矿物,硬石膏化学组成:Anhydrite CaSO4结构特点:正交晶系；点群mmm。空间群Ccmm；a0=6.22,b0=6.96,c0=6.97;Z=4。晶体结构中,在(100)和(010)面上Ca2+和SO42-分布 成层，而在(001)面上SO42-则成不平整的层。Ca2+居于四个SO42-之间而为八个O2-所包围，配位数为8。每个O2-则与一个S6+和两个Ca2+相连接，故配位为3。晶体形态:

13、单晶体呈等轴状或厚板状。物理性质:纯净者透明，无色或白色，常因含杂质而呈暗灰色，有时微带红色或蓝色；玻璃光泽，解理面显珍珠光泽。硬度33.5；解理平行010和100完全，平行001中等，比重2.93.0。鉴定特征:硬石膏可以二组相互垂直解理作为鉴定特征。,结晶学与矿物学,钨酸盐矿物,白钨矿化学组成:Scheelite CaWO4结构特点:四方晶系；点群4/m;空间群I41/a；a0=5.25,c0=11.40;Z=4。晶体结构中,Ca2+和WO42-均绕c轴成四次螺旋式排列。而在c轴方向上Ca2+和WO42-则相间分布。WO42-配位四方四面体的短轴均与c轴平行。Ca2+与周围四个WO42-中

14、的八个O2-相结合，其配位数为8。晶体形态:单晶体呈近于八面体的四方双锥形，以112最为发育。物理性质:通常为白色，有时微带浅黄或浅绿；油脂光泽或金刚光泽。硬度4.5。性脆；解理依101中等，参差状断口。比重6.1。在X射线、阴极射线和短波长的紫外线照射下均发出淡蓝色萤光。鉴定特征:白钨矿以色浅、油脂光泽、比重大为鉴定特征。在紫外线照射下发浅蓝色荧光。,结晶学与矿物学,磷酸盐矿物,磷灰石化学组成:Apatite CaCaPO43(F,Cl,OH)结构特点:六方晶系；点群6/m;空间群P63/m；晶体结构中,一种Ca2+位于上下两层的六个PO48-四面体之间，与六个PO48-四面体当中的九个角顶

15、上的O2-相连接，这种Ca2+的配位数为9。晶体形态:单晶体常见，呈六方柱状或厚板状。物理性质:颜色多种多样，其成因不一，玻璃光泽，断口面呈油脂光泽。硬度5，解理平行0001不完全，参差状或贝壳状断口。比重2.93.2。鉴定特征:柱状晶形、光泽、硬度为鉴定特征。,结晶学与矿物学,磷酸盐矿物,磷灰石,结晶学与矿物学,磷酸盐矿物,绿松石化学组成:Turquoise CuAl6PO44(OH)84H2O结构特点:三斜晶系，点群1。空间群P1，a0=7.47,b0=9.93,c0=7.67,a=11139 b=11523，c=6926，Z=1。晶体形态:通常成致密的隐晶质块体，或呈皮壳状。单晶体极少见

16、。物理性质:苹果绿或蓝绿色；条痕白色或淡绿色，蜡状光泽。硬度56，解理平行001完全，平行010中等。比重2.62.8。鉴定特征:以其绿色，硬度较高和蜡状光泽为鉴定特征。,结晶学与矿物学,绿松石,绿松石通常呈现致密块状、肾状、钟乳状、皮壳状等集合体，特别是具有独特的天蓝色或称为“绿松石色”，使人一见便晓。形态：三斜晶系，隐晶质，少见微小晶体，只有在显微镜下才能见到。,23,绿松石是铜和铝的磷酸盐矿物集合体，以不透明的蔚蓝色最具特色。也有淡蓝、蓝绿、绿、浅绿、黄绿、灰绿、苍白色等色。一般硬度56，密度2.62.9，折射率约1.62。长波紫外光下，可发淡绿到蓝色的荧光。绿松石质地不很均匀，颜色有深

17、有浅，甚至含浅色条纹、斑点以及褐黑色的铁线。致密程度也有较大差别，孔隙多者疏松，少则致密坚硬。抛光后具柔和的玻璃光泽至蜡状光泽。,24,铬酸盐矿物,铬铅矿化学组成:Crocoite PbCrO4。偶含少量Ag和Zn。结构特点:单斜晶系；对称型2/m。空间群P21/n；a0=7.11,b0=7.41,c0=6.81,b=10233；Z=4。晶体形态:单晶体常呈沿c轴方向伸长的柱状，有时由菱方柱110和板面401组成尖锐的假菱面体状。物理性质:鲜桔红色；条痕桔黄色；金刚光泽。硬度2.53.0；性脆；解理平行110中等。比重5.99。溶于热HCl中并放出氯气。鉴定特征:铬铅矿以其柱状形态、桔红色、金

18、刚光泽和比重大为鉴定特征。,结晶学与矿物学,钼酸盐矿物,钼铅矿化学组成:Wulfenite PbMoO4。结构特点:四方晶系；点群4;空间群I41/a(?)；a0=5.43,c0=12.11,Z=4。与白钨矿结构类似。晶体形态:单晶体常呈四方板状,或双锥状，双晶依(001)或(100)发育。物理性质:橙黄至蜡黄色；金刚光泽。硬度3.0；解理平行101完全。比重6.57.0。鉴定特征:蜡黄色,金刚光泽,和比重大为鉴定特征。,结晶学与矿物学,硼酸盐矿物,硼砂化学组成:Borax Na2B4O5(OH)48H2O结构特点:单斜晶系，点群2/m。空间群C2/c；六个H2O分子围绕Na+构成的配位八面体所成的链和B4O5(OH)42-四联双环络阴离子联结，平行于c轴方向构成平行于100的结构层。而这些层与层之间则借氢键相维系。晶体形态:单晶体常呈100板状或沿c轴延伸的短柱状。物理性质:白色或微带绿、蓝色调；条痕白色，玻璃光泽，土状者暗淡。解理平行100完全。硬度22.5；性极脆，易溶于水。鉴定特征:以其白色、易溶于水、具甜味、烧时膨胀成玻璃状体为鉴定特征,结晶学与矿物学,